哈工大高电压技术 2 防雷保护装置

1、第二节 防雷保护装置,避雷针和避雷线,保护间隙和避雷器,防雷接地,现代电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等。,防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。,电力系统中需要安装直接雷击防护装置，广泛采用的即为避雷针和避雷线（又称架空地线）。,避雷针适宜用于变电所、发电厂这样相对集中的保护对象；避雷线适宜用于像架空线路那样伸展很广的保护对象。,保护原理：避雷针（线）一般均高于被保护对象，它们的迎面先导往往开始得最早，发展得最快，最先影响雷电下行先导的发展方向，使之击向避

2、雷针（线），并顺利泄入地下，使处于它们周围的较低物体受到屏蔽保护、免遭雷击。,保护范围：表示避雷装置的保护效能，保护范围是相对的，每一个保护范围都有规定的绕击（概）率，绕击指的是雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象。我国有关规程所推荐的保护范围对应于0.1的绕击率。,(一)单支避雷针 当 时 P1 当 时 h 避雷针高度 P 高度修正系数 - 被保护物的高度 - 保护范围,(二)多只避雷针（通过叠加求出联合保护范围）,两针外侧保护范围分别按单针求出，两针之间先作出高针的保护范围，然后由低针2的顶点作水平线得到交点3，再求出等高避雷针2和3的联合保护范围。,因此单根避雷线的保护半径要比单根避雷

3、针的保护半径小得多,(三)单根避雷线,避雷针,两线外侧的保护范围按单根避雷线方法确定；两线内侧的保护高度由两线及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定,(四)两根等高避雷线,二、保护间隙和避雷器,（一）保护间隙 保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低，使过电压波被限制到保护间隙F的击穿电压Ub。,应用范围：仅用于不重要和单相接地不会导致严重后果的场合。,二、保护间隙和避雷器,缺点： 1）伏秒特性很陡； 2）保护间隙没有专门的灭弧装置 3）产生大幅值的截波。,（一）保护间隙,（二）管式避雷器（亦称排气式避雷器）,它实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙，其基本元件为装在消弧管内的火花间隙在

4、安装时再串接一只外火花间隙。,缺点： 1）续流太小时不能灭弧，太大时产气过多，使管子爆裂； 2）伏秒特性和产生截波方面与保护间隙相似，维护较麻烦,应用范围：仅安装在输电线路上绝缘比较薄弱的地方和用于变电所、发电厂的进线段保护中。,(三)普通阀式避雷器 变电所的防雷保护主要依靠阀式避雷器，它在电力系统过电压保护和绝缘配合中都起着重要的作用，它的保护特性是选择高电压电力设备绝缘水平的基础。 结构：主要由火花间隙F及与之串联的工作电阻R两大部分组成。,特点： 对工作电阻的首位要求是它应具有良好的非线性伏安特性，即在冲击大电流下，阻值应很小，让冲击电流顺利泄入地下，且残压不高；在工频电流下，阻值要变大

5、，以利灭弧。,(四)磁吹式避雷器 磁吹式火花间隙：它是利用磁场对电弧的电动力，迫使间隙中的电弧加快运动，旋转或拉长，使弧柱中去电离作用增强，从而大大提高其灭弧能力,与普通阀式避雷器类似，主要区别采用了灭弧能力较强的磁吹火花间隙和通流能力较大的高温阀片。,1、旋弧型磁吹避雷器,2、灭弧栅型磁吹避雷器,(五)金属氧化物避雷器（MOA）,氧化锌(ZnO)，具有极其优异的非线性特性。,优点：,1）可省去串联火花间隙，结构大大简单,2）由于具有极好的非线性伏安特性，保护性能优越,3）无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护,4）流通容量大，能制成重载避雷器,5）耐污性好,三、防雷接地,接地一般概念,电工中

6、“地”是指地中不受入地电流的影响而保持着零电位的土地。电气设备导电部分和非导电部分与大地的人为连接称为接地。,电力系统的接地分为三类：,1）工作接地：正常工作需要而设置的接地。0.510,2）保护接地：为了保护人身安全金属接地。110 3）防雷接地：将雷电流顺利泄如地下，以减小它所引起的过电压， 130,防雷在于接地,冲击接地电阻 ，工频或直流下的接地电阻 ，二者之比称为冲击系数 。,的值一般小于1，但在接地体很长时也有可能大于1。,接地电阻Re等于从接地体到地下远处零位面之间的电压Ue与流过的工频或直流电流Ie之比。,常见的一些接地体的工频接地电阻计算公式,1、单根垂直接地体,2、多根垂直接地体,3、水平接地体,小 结,电力系统中广泛采用避雷针和避雷线作为直接雷击防护装置。 保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低，使过电压波被限制到保护间隙F的击穿电压Ub。 变电所的防雷保护主要依靠阀式避雷器。Zn